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线型输气管道工程水土保持措施研究
——以岚县—太原输气管道工程为例

2019-02-11冀瑞瑞

山西水土保持科技 2019年2期
关键词:站场水土保持管线

冀瑞瑞

(山西省水利水电勘测设计研究院)

1 工程概况

岚县—太原输气管道工程,起点位于岚县普明镇柳峪村的普明分输站,终点位于太原市万柏林区石马村的太原末站,跨越吕梁和太原两个市区,具体涉及吕梁市的岚县及太原市的娄烦县、古交市及万柏林区,共4个县(市、区)。主体工程包括:新建1条输气主管线,线路长度136.49 km;1条天然气支管线,即龙泉阀室—龙泉煤业支线,线路长度6.6 km;1条煤层气支管线,即中联煤公司增压站—三晋公司增压站—古交分输站支线,线路长度27.18 km;扩建(工艺扩建)普明分输站1座,新建古交分输站及太原末站2座站场;主线新建截断分输阀室7座,埋地阀井1座;支线新建龙泉煤业调压站1座,新建进地阀井1座。工程年输送天然气4.0亿m3(85.7×104m3/d),输送煤层气0.95亿m3/a(27.2×104m3/d),可有效解决太原市居民的生活用气不足。

2 项目区自然概况

2.1 地形地貌

项目线路经过区域,岚县境内的地形地貌较为复杂,地貌单元主要为黄土丘陵区(含山间谷地)和河谷阶地(含河床、河漫滩)。娄烦县境内在细米河、天池河的河道内敷设段,为山间河流侵蚀堆积地貌;其余均为山地,其中山体多为剥蚀中低山地貌。古交市境内地形相对单一,均为河谷阶地区,地势平缓,为山间河流侵蚀堆积地貌。万柏林区境内全线地势起伏较大,总体走势西高东低,山区起伏较大:部分山顶岩石出露,为剥蚀中低山地貌;部分山梁,黄土较深厚,为黄土丘梁侵蚀地貌;部分山间沟谷,为侵蚀冲沟地貌。

2.2 气候特点

该输气管线工程,虽然途经4县(市、区),但气候条件基本相同,均属于温带半干旱大陆性季风气候区。总的气候特点:四季分明,春季干旱多风,夏季炎热多雨,秋季凉爽湿润,冬季寒冷少雪。日照充足,昼夜温差大。

2.3 水土流失

项目区的水土流失主要为水蚀,以面蚀为主,土壤侵蚀强度有微度、轻度、中度、强烈和极强烈五级。根据最新的全国水土保持区划成果,项目区总体属于西北黄土高原区,微地貌主要有黄土丘陵沟壑区、河谷阶地区和土石山区,容许土壤流失量为1 000 t/(km2·a)和200 t/(km2·a)。

3 水土流失防治思路

该项输气管道建设工程,线路较长,地形复杂,管线施工作业开挖扰动地表面积大,破坏生态植被多,势必会加大水土流失强度。特别是管线所经过的黄土丘陵沟壑区和土石山区,生态环境脆弱,水土流失严重,施工难度较大。搞好工程建设中的水土保持,对于保护管道沿线的生态环境,维护管道安全运行十分必要。

根据工程建设过程中容易引发水土流失的环节,结合项目区自然环境与水土流失特点,在进行水土流失防治分区的基础上,综合考虑土地利用、措施类型及治理效果问题,重点考虑以下三个方面:一是项目区涉及黄土丘陵沟壑区、河谷阶地区和土石山区三大地貌类型,地貌差异很大,布置水土保持措施时一定要因地制宜;二是由于输气工程管道敷设形成的施工作业面、施工场地,应根据立地条件,采取相应的整治措施;三是分段施工时间较短,应注意合理安排施工作业程序,重视施工过程中的水土保持临时防护措施及其有效落实。

4 水土保持措施布局

4.1 输气管线防治区

为了满足管沟开挖和管道敷设大型机械施工的需要,管线设置一定宽度的临时施工作业带,管沟开挖在施工作业带内,作业带内管沟一侧堆放开挖土(石)方,另一侧放置敷设管道进行对焊,并供各种施工机械在作业带内运行。

主体工程在施工过程中,采取了一系列控制水土流失的措施,对管线加以保护,防止冲刷造成水土流失。管道通过坡面时,采用喷浆护面、草袋护面、草袋护坡、浆砌石护坡、浆砌石护面墙、截水墙等保护;管道横向通过坡面时,设置截排水渠、护面、挡土墙等措施,进行防护疏导排水;管道穿越河沟时,采用砌体护岸、挡墙式护岸、过水面、石笼护底、混凝土浇筑稳管、防冲墙等;穿越面状水域时,对于岸堤的防护主要以采用护岸的形式进行加固;顺河沟岸边敷设管道时,通常采用护岸直接防护,以抵抗水流冲刷和淘蚀;顺河沟底部敷设管道时,设置浆砌石截水墙、混凝土压重块、混凝土连续覆盖、过水面、石笼护底等措施;穿越沟头敷设管道时,在沟头上方台地采用截排水沟渠,以拦截径流汇集形成冲刷。上述这些水土保持措施或具有水土保持功能的小型工程,都是必要的,但还有主体工程考虑不周的部分,需要进行以下完善。

4.1.1 工程措施

施工结束后,对管线施工作业带临时占用的耕地、林地、其他草地及河滩地等区域,需要进行土地整治。管道下沟安装好后,先用心土回填管沟,平整土地,后用剥离的表层熟土覆盖,复垦或恢复植被。土地整治以“挖填平衡,合理存放”为原则,做好覆土、压实、平整恢复工作。

4.1.2 植物措施

由于管线中心线两侧5 m范围内禁止种植深根系植物,坡面应选择根系发达、容易繁殖的植物,故管线埋设后,临时占用林地和其他草地部分,在输气管线中心线两侧各5 m范围内统一恢复为草地,不再恢复林地;中心线两侧各5 m范围以外占用林地的仍恢复为林地,占用其他草地的恢复为草地。根据因地选种、适地栽植、树草结合的原则,林地恢复根据周边植被情况,树种分别选择侧柏、油松和毛白杨,草地恢复选用无芒雀麦。

造林整地根据不同的地形条件和管道敷设方式,采取相应的整地方式。顺坡敷设段管线两侧,工作面恢复造林时根据地形坡度与地面状况,采取水平沟、水平阶和鱼鳞坑整地。坡度15°-20°的均整沟谷坡,以水平沟整地为主,上口宽约0.8 m,底宽0.5 m,土埂顶宽0.3 m,沟长5 m;坡度20°-25°的山脊,主要采用水平阶整地,阶宽1.5 m,阶长5 m;坡度25°以上或者破碎地形,采用鱼鳞坑整地,长径1m,短径0.6m,坑深0.6 m;平坦地带,采用穴坑(圆形)整地,穴径0.6 m,坑深0.6 m。

4.1.3 临时防护措施

输气管线管沟开挖时,开挖土料沿线堆放在管沟一侧,堆放时表土、心土分开,剥离的表土与临时堆土,统一进行带状苫盖防护,并用装土编织袋堆砌在土体外侧坡脚进行挡护。由于管线分段施工,装土编织袋可以循环利用。

4.2 站场工程防治区

为保证站场安全,避免降雨造成水土流失,主体工程在站场边坡顶部设置了梯形截水沟,场内道路两侧设计修筑浆砌石排水沟。需要进行完善的措施:一是在站场场地内选择合适的空地,作为临时堆土(料)场,采取苫盖及临时挡护;二是根据场区平面布置及施工顺序,设置表土堆放区,四周进行挡护并苫盖;三是站场区建(构)筑物和硬化地表建设完毕后,及时清除地面附着物和垃圾,平整场地,采取绿化美化措施。

4.3 进站道路防治区

太原末站需修进站道路,连接末站和石马村东侧的乡村公路。主体工程未考虑水土保持,需补充完善。道路施工时需采取的水土保持措施:一是对需要保护表土的地域,首先剥离表土,集中堆放,并苫盖和挡护;二是对道路沿线开挖临时堆土,进行编织袋堰体方堆筑挡护并加苫盖;三是在道路两侧设排水沟及消能防冲设施,以防止道路径流冲刷;四是在施工结束后,对道路两侧绿化区域进行土地平整,并栽植行道树油松进行绿化;五是对道路填方边坡,进行灌草护坡绿化,灌木选择柠条,草种选用无芒雀麦。

4.4 施工道路防治区

输气管道沿线交通条件较优越,但局部地段管道中线与现有公路有一定的距离,需建施工道路,施工结束后作为检修道路。主体工程未考虑水土保持,需补充完善。从永临结合角度看,施工道路需采取的水土保持措施:一是在道路两侧修建排水沟,并增设消能防冲设施;二是在施工结束后,对道路路面进行全面整修,并进行行道绿化,树种选用侧柏;三是在半挖半填路段,挖填方边坡采取灌草结合护坡绿化,灌木选择柠条,草种选用无芒雀麦。

4.5 临时堆管场防治区

管线组装和施工一般均在作业带范围内进行,仅考虑管材临时堆放场占地。主体工程未考虑水土保持,需补充完善。需采取的水土保持措施:一是施工结束后,对临时堆管场占地区域进行清理与土地平整;二是对临时占用耕地部分进行复耕,对临时占用其他草地部分采用撒播草籽的方式进行植被恢复,草种选择无芒雀麦。

4.6 输电线路防治区

古交分输站和太原末站为新建站场,电源就近引接于附近的国家电网,站内电缆采用直埋敷设方式。古交分输站电源引接处紧邻站场,没有新增临时占地。太原末站电源引接处距离站场较远,站外电缆长度约2.0 km,占地类型为林地。施工结束后,对临时占地区域进行土地平整并恢复为林地,树种选择油松。

5 结语

输气管道工程与其他生产建设项目相比,具有一定的特殊性。在建设过程中,管沟开挖、高挖低填、穿越开挖等施工活动,会产生较为严重的人为水土流失,使区域生态环境恶化,从而影响工程实施和安全运营。根据地域条件与工程施工特点,对不同分区进行了水土保持措施布局研究,实施后可使水土流失防治责任范围的各类扰动地面得到有效治理,最大程度地减少工程建设新增水土流失,有利于恢复和改善区域生态环境。

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